日本筑波大学：用自动铅笔芯制出高性能电子束发生器

日本筑波大学研究人员开发出一种创新方法，借助自动铅笔芯制造电子束发生器。该方法简单且廉价，制造出的电子辐射源性能可与使用纳米材料制造的更复杂、昂贵的类似物相媲美。

研究人员成功的关键在于充分利用了铅芯内部石墨的天然结构。自动铅笔芯中的石墨薄片沿长度方向自然排列，科学家将断裂的铅芯尖端在超高真空环境下进行高温处理，使其表面完全石墨化，样品尖端呈现出垂直排列的石墨烯面。

在场发射显微镜下测试，所得源表现出稳定的电子发射，呈现出特征性的“蜻蜓”图案，这是石墨烯边缘辐射的显著特征。测量结果显示，铅基源在每微米仅几伏的相对较低电场强度下就能产生强大的电子流。

这种发射器具有卓越的稳定性，石墨烯边缘独特的尖锐几何形状和化学稳定性，使其即使在氮气压力升高等次优条件下也能保持运行。其高耐久性加上简便的制造方法，为开发实用且低成本的复杂纳米碳器件替代品开辟了道路。

研究证实，利用日常材料制成的石墨烯边缘可制造出高效的电子束源。鉴于石墨引线能低成本提供高光束质量，它有望应用于电子显微镜以及石墨烯卓越电子特性的基础研究。